在经济全球化迅猛发展的背景下,我国进出口贸易发展迅速,集装箱运输在我国跃升为世界第二大贸易国的过程中扮演了重要角色。在全球性的集装箱运量猛增的背景下,为了适应超大型化船舶的作业需求,全球多国的大型港口均投入到自动化集装箱码头的建设之中。本文以一种堆场集装箱装卸设备——轨道式集装箱门式起重机（轨道桥）为研究对象,对如何选择车道布局方案进行了仿真研究,设计并开发了集装箱卡车自动识别系统,并对自动化轨道桥投入生产运行后的维修保养策略和备件订购策略进行了深入的理论研究,旨在保证自动化轨道式龙门起重机车道布局的高效性,实现对集装箱卡车的自动识别,并为其维修保养和备件订购工作提供理论支持。具体内容如下:（1）调研集装箱码头行业基本情况,论证堆场装卸设备自动化改造的必然性与技术可行性。（2）应用Witness软件对某集装箱码头作业区域和作业设备进行建模,在岸边装卸能力理想的前提下,模拟集装箱码头卸船同时进行陆运集疏运作业的场景,对比堆场作业能力在应用自动化轨道桥两种不同的车道布局方案时的表现,根据仿真结果选择适应的最优车道布局方案。（3）设计并开发自动化轨道桥集卡自动识别系统,该系统包括用来检测集装箱卡车位置的射频识别系统和用于将集卡位置信息传递给码头操作系统的集卡时序管理系统。在集装箱卡车和自动化轨道桥上安装系统硬件——电子标签、识别天线和读写器,编写集卡时序管理系统三个功能模块的程序。（4）基于设备预防性维保理论,以设备可用度为约束条件,以总费用为优化目标,建立预防性维保优化模型和备件订购决策优化模型,应用人群搜索算法进行优化求解,得到理论最优的故障预测间隔周期、预防性维修阈值和备件订购阈值。基于本文设计并投入使用的自动化轨道桥运行状态良好,取得了良好的实际应用效果,集卡自动识别成功率高达98.5%,机械效率达到了35标准箱每小时。